阴极保护基本原理
一、腐蚀电位或自然电位
腐蚀电位(自然电位):每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位,称之为该金属的腐蚀电位(自然电位)。
腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子。
我们称:失去电子的部位为阳极区。得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子(如,铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤)受到腐蚀,阴极区得到电子受到保护。
二、参比电极
为了对各种金属的电极电位进行比较,必须有一个公共的参比电极。饱和硫酸铜参比电极电极,其电极电位具有良好的重复性和稳定性,构造简单,在阴极保护领域中得到广泛采用土壤中或浸水钢铁结构较小阴极保护电位(V)被保护结构相对于不同参比电极的电位饱和硫酸铜参比电极氯化银参比电极锌参比电极
三、阴极保护
阴极保护的原理:是给金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,使金属表面各点达到同一负电位,金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。
有两种办法可以实现这一目的:
1、牺牲阳极阴极保护
2、外加电流阴极保护
1、牺牲阳极阴极保护:是将电位更负的金属与被保护金属连接,并处于同一电解质中,使该金属上的电子转移到被保护金属上去,使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。
特点:该方式简便易行,不需要外加电源,很少产生腐蚀
干扰。
应用:保护小型或处于低土壤电阻率环境下(土壤电阻率小于100欧姆.米)的金属结构。如:城市管网、小型储罐等。
2、外加电流阴极保护:通过外加直流电源以及辅助阳极,迫使电流从土壤中流向被保护金属,使被保护金属结构电位低于周围环境。
应用:保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构,如:长输埋地管道,大型罐群等。
钛基贵金属氧化物阳极就是钛基金属氧化物涂层中的阳极。根据其表面催化涂层不同分别具有析氧功能、析氯功能。一般电极材料要具有良好的导电性,较距变化小,耐腐蚀性强,机械强度和加工性能好,寿命长,费用低,对电极反应具有良好的电催化性能,目前钛是较能满足以上综合要求的金属,一般采用工业纯钛TA1\TA2。
钛基贵金属氧化物阳极上的金属氧化物涂层的作用是:电阻率低,具有良好的导电性(钛本身导电性能不好),贵金属涂层的化学组成稳定,晶体结构稳定,电极尺寸稳定,耐蚀性好,寿命长,具有良好的电催化性能,有利于降低析氧、析氯反应的过电位,节约电能。
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